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Tormenta de rayos gamma en un agujero negro

Telescopios Magic en el Observatorio del Roque de los Muchachos. Foto: The MAGIC Collaboration

Telescopios Magic en el Observatorio del Roque de los Muchachos. Foto: The MAGIC Collaboration

07/11/2014

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Los telescopios Magic del Observatorio del Roque de los Muchachos, emplazado en la isla de La Palma (Canarias), han registrado las llamaradas de rayos gamma más rápidas vistas hasta la fecha, producidas en las cercanías de un agujero negro supermasivo. Los científicos que han estudiado el fenómeno, entre los que se encuentran investigadores del Instituto de Ciencias del Cosmos de la UB (ICCUB), lo explican mediante un mecanismo similar al que produce los relámpagos en una tormenta. Esta investigación, con una importante participación española, aparece publicada hoy en la revista Science.

La noche del 12 al 13 de noviembre de 2012, los telescopios Magic de rayos gamma que hay en La Palma detectaron este fenómeno insólito mientras observaban el cúmulo de galaxias de Perseo, situado a una distancia de unos 260 millones de años luz. Las llamaradas provenían de una de las galaxias del cúmulo, conocida como IC310. Al igual que muchas galaxias, IC310 alberga en su centro un agujero negro supermasivo. Este agujero negro, que pesa varios cientos de millones de veces más que el Sol, produce intensas llamaradas de rayos gamma de forma esporádica. Lo que sorprendió a los científicos en esta ocasión fue la extrema brevedad de dichas llamaradas, con una duración de tan solo unos pocos minutos.

Según la teoría de la relatividad, ningún objeto puede emitir luz durante un tiempo menor al que tarda la luz en atravesarlo. Dado que el agujero negro situado en IC310 tiene un tamaño de unos 20 minutos luz —alrededor de tres veces la distancia entre el Sol y la Tierra—, ningún fenómeno producido por ese agujero debería durar menos de 20 minutos. Sin embargo, las llamaradas que se observaron en IC310 duraban menos de 5 minutos.

Los científicos de la colaboración MAGIC proponen un nuevo mecanismo según el cual esta tormenta de rayos gamma se produce en las regiones de vacío que se forman cerca de los polos magnéticos del agujero negro. El fenómeno es similar al que ocurre en las tormentas eléctricas: se crea una diferencia de potencial tan fuerte, que acaba por descargarse como un relámpago. En este caso, la descarga alcanza las energías más altas observadas en la naturaleza y produce rayos gamma. El agujero negro parece estar envuelto en una tormenta de dimensiones estelares.

Las instituciones españolas que participan en el consorcio MAGIC, además de la UB, son el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE, Barcelona), que ha liderado esta investigación, la Universidad Autónoma de Barcelona, el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC, Barcelona), el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC, La Laguna), la Universidad Complutense de Madrid y el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT, Madrid).

 

 

Artículo:

«Black hole lightning due to particle acceleration at subhorizon scales». Science Xpress, noviembre de 2014. DOI: 10.1126/science.1256183

 

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